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热点二 衰老的时空编程及干预——高考生物高频命题热点练习
【命题热点】
最近，中国科学家在衰老研究方面取得了重大的突破，他们的成果被纳入了2024年度“中国生命科学十大进展”。这一研究项目被称为“衰老的时空编程及干预”，通过先进的技术揭示了衰老的复杂性以及如何干预这一过程，从而为保障人民的生命健康铺平了道路。
衰老是复杂的生物学过程，具有显著时空异质性。中国团队通过建立体内衰老细胞谱系示踪技术并结合系统空间转录组，精确定位和追踪体内衰老细胞和微环境的动态变化，并解析其驱动器官衰老的机制；以衰老细胞为时空坐标，揭示免疫球蛋白超载在衰老和器官失稳中的关键作用；通过构建评估生理年龄的灵长类衰老时钟体系，为包括二甲双胍在内的衰老干预措施提供了量化评估工具。这些成果为衰老研究提供了新范式，拓宽了其科学边界，也为衰老及其相关疾病的临床干预奠定了基础。
【热点练习】
1.下列关于细胞衰老与凋亡的叙述，错误的是( )
A.细胞衰老过程中多种酶的活性降低，呼吸变慢
B.细胞衰老过程中核体积减小，染色质收缩、染色加深
C.细胞凋亡是由某种基因引发的，是细胞发育过程中的必然步骤
D.蝌蚪在成长为青蛙的过程中尾巴消失，是通过细胞凋亡实现的
2.人体内存在一类“老而不死”的衰老细胞，阻碍组织再生。我国科学家利用衰老细胞溶酶体β半乳糖苷酶(β-gal）活性高的典型特征，设计了一种新型靶向药物SSK1，当SSK1进入衰老细胞，会被高活性的β-gal切割，释放出一种毒性小分子去激活M蛋白激酶。激活后的M蛋白激酶可进入细胞核内干扰核内信号传递途径，诱导衰老细胞死亡。进入非衰老细胞，则无此效应。下列叙述正确的是( )
A.根据信息推测非衰老细胞中没有β-gal
B.衰老细胞中高活性的β-gal会促进细胞呼吸速率加快
C.SSK1被切割释放的毒性小分子诱导的细胞死亡属于细胞坏死
D.若某些非衰老细胞具有高活性β-gal，则SSKl可能存在错误杀伤的风险
3.端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短导致细胞的衰老。端粒长度的维持与端粒酶活性有关，端粒酶以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸。下列叙述正确的是( )
A.每条染色体只有一个端粒
B.端粒酶中的RNA与核酶（有催化功能的RNA）作用相似
C.端粒的修复仅发生在细胞分裂中期
D.端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高
4.生物体内的绝大多数细胞，都要经过分化、衰老、死亡等几个阶段。研究表明，人类面临着三种衰老：第一种是生理性衰老，是指随着年龄增长所出现的生理性退化，这是一切生物的普遍规律。第二种是病理性衰老，即由内在的或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生。第三种是心理性衰老，人类由于各种原因，常常产生“未老先衰”的心理状态而影响机体的整体功能。下列说法错误的是( )
A.细胞分化和衰老都会导致细胞形态、结构和功能发生变化
B.焦虑、紧张等精神因素会使免疫力下降，加速病理性衰老的发生
C.随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA被截断导致的衰老属于生理性衰老
D.细胞死亡都有利于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定
5.研究人员发现随着年龄的增长，人类基因组中沉睡的“暗物质”（数百万年前逆转录病毒入侵并整合到人类基因组中的残留物）可因表观遗传改变被再次激活，进而包装成病毒颗粒并驱动细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.暗物质是逆转录病毒的RNA形成的DNA片段
B.细胞衰老后，多种酶活性降低，代谢速率减慢
C.染色体组蛋白乙酰化有可能激活暗物质进而加速细胞衰老
D.端粒学说能有效地解释人类成熟红细胞的衰老原因
6.细胞衰老过程中，细胞中不溶性大分子积累，导致溶酶体膜受到损伤，溶酶体内H+释放到细胞基质中,进而诱发细胞凋亡。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞衰老过程中，细胞膜通透性会发生改变
B.细胞质基质的pH降低可使某些酶的活性降低
C.细胞衰老时，细胞器可以通过细胞自噬被清除
D.细胞衰老过程中诱发的细胞凋亡不受基因调控
7.“毛痣”处存在毛发过度生长的现象，这是因为其毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的Spp1分子活化了毛囊干细胞，主要机制如图。下列叙述正确的是( )
A.释放Spp1的黑色素细胞物质运输功能上升
B.衰老的黑色素细胞内黑色素会过度积累，导致“老年斑”
C.Spp1分子会诱导毛囊干细胞DNA序列改变，引起细胞分化
D.SPP1分子能够调控毛囊干细胞的细胞周期，加快细胞分裂
8.科研人员为探究人参皂苷Rbl是否具有抗皮肤衰老的作用，先使用不同浓度的过氧化氢处理人皮肤成纤维细胞（HSF细胞），并检测细胞活力（反映细胞衰老程度），结果如图1所示，而后使用人参皂苷Rbl预处理后再加入600μmol/L过氧化氢诱导，计算各组细胞活力，结果如图2所示（DMSO为空白对照）。下列叙述错误的是( )
A.先使用不同浓度的过氧化氢处理HSF细胞的目的是建立HSF细胞衰老模型
B.选用600μmol/L过氧化氢进行图2实验的原因是该浓度的过氧化氢既能造成细胞衰老又不至于导致细胞死亡
C.用800μmol/L过氧化氢处理的HSF细胞会出现细胞核体积减小、细胞萎缩等现象
D.250~1000μmol/L的人参皂苷Rbl可以有效缓解过氧化氢引起的细胞衰老现象
9.自由基学说是一种细胞衰老假说，如图是自由基学说示意图，有关叙述错误的是( )
A.②→①过程引起的作用效果属于正反馈调节，对生物膜损伤较大
B.若③过程使细胞膜上的葡萄糖载体受损，细胞将出现供能障碍
C.若③过程使酪氨酸酶活性降低，会导致衰老细胞内黑色素的积累
D.④过程可能导致细胞膜上蛋白质的种类或数量发生改变
10.细胞衰老是细胞在正常环境条件下发生的功能减退、逐渐趋向死亡的现象。下列有关细胞衰老与人体衰老关系的叙述，正确的是( )
A.细胞衰老是在个体成年之后才发生的
B.人体衰老与细胞的衰老联系密切
C.细胞衰老破坏机体的稳定
D.细胞衰老不受内外环境变化影响
答案以及解析
1.答案：B
解析：衰老细胞中多种酶的活性降低，呼吸速率变慢，A正确.
细胞衰老过程中核体积变大，B错误.
细胞凋亡是基因控制的程序性死亡，C正确.
细胞凋亡是多细胞生物完成正常发育的基础，蝌蚪在成长为青蛙的过程中尾巴消失就是通过细胞凋亡实现的，D正确.
2.答案：D
解析：不能推测非衰老细胞中没有β-gal，可能是β-gal的活性低，A错误；β-gal是溶酶体中的水解酶，和细胞呼吸无关，B错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。SSK1被切割释放了毒性小分子，进而激活M蛋白激酶干扰核内信号传递途径影响细胞表达，诱导细胞凋亡，C错误；如果某些非衰老细胞具有β-gal高活性，则SSK1可能促进非衰老细胞死亡，D正确。
3.答案：D
解析：A、每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA称为端粒，染色体复制后含有两条染色单体，因此每条染色体含有2个或4个端粒，A错误；
B、端粒酶中的RNA与核酶（有催化功能的RNA）作用不同，前者是逆转录的模板，后者是催化作用，B错误；
C、端粒的修复仅发生在细胞分裂间期，C错误；
D、端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短导致细胞的衰老，衰老后的细胞不再分裂，故可推测，癌变的细胞在细胞分裂时端粒可能不会缩短，端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高，D正确。
故选D。
4.答案：D
解析：A、细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，细胞衰老后细胞形态、结构和功能也发生变化，A正确；
B、病理性衰老是由内在的或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生，焦虑、紧张等精神因素会使免疫力下降，加速病理性衰老的发生，B正确；
C、生理性衰老是指随着年龄增长所出现的生理性退化，随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA被截断导致的衰老属于生理性衰老，C正确；
D、细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死，细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定，而细胞坏死是受到不利因素的影响细胞被迫中断正常代谢的现象，不利于维持内部环境的稳定，D错误。
故选D。
5.答案：D
解析：据题意，逆转录病毒的遗传物质是RNA，其不能直接整合到人类基因组中，需逆转录形成DNA才能整合，即暗物质是逆转录病毒的RNA形成的DNA片段，A正确；细胞衰老后，细胞核的体积增大，细胞内多种酶的活性降低，代谢速率减少，B正确；据题意，表观遗传改变可导致暗物质激活进而驱动细胞衰老，而组蛋白乙酰化会影响基因的表达，属于表观遗传改变，有可能加速细胞衰老，C正确；哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，不含染色体，因此其衰老不能用端粒学说做出解释，D错误。
故选D。
6.答案：D
解析：第一步：获取关键信息细胞衰老时，溶酶体中的H+释放到细胞质基质中，进而诱发细胞凋亡。第二步：分析选项，判断正误细胞衰老过程中，细胞膜通透性会发生改变，A正确；酶的作用条件较温和，在最适宜的pH和温度条件下，酶的活性最高，细胞质基质的pH降低可使某些酶的活性降低，B正确；细胞衰老时，通过细胞自噬可以清除衰老的细胞器，从而维持细胞内部环境稳定，C正确；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，D错误。
7.答案：D
解析：A、由题干可知，释放Spp1的黑色素细胞已经衰老，故物质运输功能降低，A错误；
B、衰老的细胞由于色素积累导致“老年斑”的出现，而衰老的黑色素细胞内酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少，B错误；
C、Spp1分子会诱导毛囊干细胞发生分化，但细胞分化过程中DNA序列不会改变，C错误；
D、Spp1分子会活化毛囊干细胞，能调控毛囊干细胞的细胞周期，加快细胞分裂，D正确。
8.答案：C
解析：根据实验目的推测，先使用不同浓度的过氧化氢处理HSF细胞的目的是建立HSF细胞衰老模型，A正确；据图1可知，用浓度为600μmol/L以上的过氧化氢处理HSF细胞均可导致细胞活力明显下降，推测选用600μmol/L过氧化氢进行图2实验的原因是该浓度的过氧化氢既能造成细胞衰老又不至于导致细胞死亡，B正确；用800μmol/L过氧化氢处理的HSF细胞会出现细胞核体积增大、细胞萎缩等现象，C错误；据图2可知，250μmol/L~1000μmol/L的人参皂苷Rbl可以有效缓解过氧化氢引起的细胞衰老现象，D正确。
9.答案：C
解析：经②→①过程机体可产生更多的自由基，自由基又攻击磷脂，进而产生大量的自由基，该过程引起的作用效果属于正反馈调节，对生物膜损伤较大，A项正确；葡萄糖是细胞的能源物质，若③过程使细胞膜上的葡萄糖载体受损，则葡萄糖不能进入细胞，细胞将出现供能障碍，B项正确；若③过程使酪氨酸酶活性降低，会导致衰老细胞内黑色素合成减少，C项错误；④过程是自由基攻击DNA，可能引起基因突变，而基因突变可能会使细胞膜上蛋白质的种类或数量发生改变，D项正确。
10.答案：B
解析：人体整个生命历程中都会发生细胞的衰老，A错误；多细胞个体的衰老是细胞普遍衰老的过程，B正确；细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新，C错误；环境的变化会影响细胞的衰老，D错误。

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